Ещё о технологиях передачи данных по оптике. Волновое мультиплексирование сигналов / Хабр

Введение в технологию dwdm

С термином «DWDM» сегодня связан обширный круг технологий, решений и стандартов в области связи и передачи данных. Постоянно появляющиеся типы сервисов и новые пользовательские приложения создают все большую нагрузку на магистральную транспортную сеть.

Это значит, что для транспортировки высокоскоростного трафика требуется технология передачи данных, которая, с одной стороны, обладает достаточной производительностью, с другой предоставляет оператору возможности масштабирования сети без изменения инфраструктуры.

Первые WDM-системы были двухканальными с передачей на длинах волн 1310 и 1550 нм. Несколько позже появились многоканальные решения: CWDM (Сoarse Wavelength Division Multiplexing – грубое спектральное уплотнение) и DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing – плотное спектральное уплотнение), где названия говорят о плотности расположения информационных каналов в оптическом спектре.

Начало. свойства стандартного одномодового волокна g.652

Самое распространенное одномодовое оптическое волокно — это SMF G.652 разных модификаций. Практически наверняка, если у Вас есть волоконно-оптическая линия, она сделана из волокна G.652. У него есть ряд важных характеристик, которые надо иметь в виду.

Удельное (его ещё называют километрическим) затухание — то есть затухание одного километра волокна — зависит от длины волны излучения.

Википедия подсказывает нам следующее распределение:

В реальной жизни сейчас картина получше, в частности удельное затухание в окне 1310нм обычно укладывается в 0.35дБ/км, в окне 1550нм оно порядка 0.22-0.25дБ/км, а так называемый «водяной пик» в районе 1400-1450нм у современных волокон не так сильно выражен, либо вообще отсутствует.

Тем не менее, надо иметь в виду эту картину и само наличие этой зависимости.

Исторически диапазон длин волн, который пропускается оптическим волокном, делится на следующие диапазоны:

O — 1260…1360E — 1360…1460S — 1460…1530C — 1530…1565L — 1565…1625U — 1625…1675(цитирую по той же статье на Википедии).

С приемлемым приближением свойства волокна внутри каждого диапазона можно считать примерно одинаковыми. Водяной пик приходится, как правило, на длинноволновый конец E-диапазона. Ещё будем иметь в виду, что удельное (километрическое) затухание в O-диапазоне примерно в полтора раза выше, чем в S- и в С-диапазоне, удельная хроматическая дисперсия — наоборот, имеет нулевой минимум на длине волны в 1310нм и ненулевая в C-диапазоне.

Вступление

Я работаю в малой, по меркам нашего города, Интернет-компании. В последние 5 лет наша оптическая сеть разрасталась семимильными шагами. Изначально топология сети была выбрана неверно, а именно шинная топология. В следствии чего, если на промежуточном узле связи случался сбой (длительное отключение электроэнергии, зависание оборудования и т.д.), то он влиял на все узлы связи, расположенные дальше.

Очевидным решением данной проблемы было, перестроить сеть в соответствии с топологией логическая звезда. Для этого требовалось подключить каждый узел связи отдельным волокном. Но тут всплыла другая проблема, количество свободных волокон было катастрофически мало. Прокладка новых ВОЛС от основных узлов связи финансово затратно. Выходом из сложившейся ситуации стало внедрение CWDM.

Основные компоненты dwdm-системы

Транспондеры/мукспондеры

Адаптация клиентских сигналов к сетям DWDM может быть проведена с помощью блоков транспондеров и мукспондеров (агрегирующих транспондеров). Эти блоки применяются для преобразования несущей длины волны сигнала, поступающего от клиентского оборудования, к установленному частотному плану WDM, оптического сигнала, приходящего из линии, – к несущей длине волны клиентского оборудования, то есть совмещают в себе как передающую, так и приемную часть.

Рассмотрим более подробно функционал транспондеров и мукспондеров в общем виде, а далее поясним разницу между ними. Оба устройства осуществляют передачу линейного сигнала на нужной длине волны в рамках выбранного формата спектрального уплотнения. Компоненты в составе передающей части (лазеры и модуляторы), а также алгоритмы упреждающей коррекции ошибок (FEC – Forward Error Correction) обеспечивают достаточную его устойчивость к шумам и искажениям.

Использование в блоках транспондеров/ мукспондеров современных форматов модуляции позволяет обеспечивать высокую пропускную способность сети. С другой стороны, приемо-передающие модули обеспечивают прозрачное преобразование различных клиентских интерфейсов в линейный с возможностями мониторинга и контроля ошибок.

Расширяют функционал транспондеров и мукспондеров за счет поддержки решений операторского класса: принимаются меры по увеличению надежности, времени непрерывной работы, снижению времени перезапуска; обеспечивается удаленный мониторинг. Современные модули могут поддерживать программно-управляемую архитектуру сети SDN (Software Defined Network).

В случае применения технологии OTN (Optical Transport Network), работающей в связке с DWDM и обеспечивающей перенос разнородного трафика на оптический уровень, задача устройства сводится к инкапсуляции клиентского сигнала в кадры низкого порядка ODU (Optical Data Unit), добавлению заголовка для процедуры коррекции ошибок FEC и формированию выходного цифрового кадра.

Cwdm и dwdm

Об уплотнении CWDM уже вкратце рассказал

. От себя дополню лишь, что указанные в статье каналы на прием и передачу данных — это чистая условность, мультиплекору абсолютно всё равно, в какую сторону идет сигнал в каждом канале; а оптические приемники — широкополосные, они реагируют на излучение любой длины волны.

Из важных моментов, которые надо иметь в виду при проектировании линии CWDM — это различие удельного затухания в волокне на разных каналах (см. первый раздел настоящей статьи), а также различие вносимого самим мультиплексором затухания. Мультиплексор сделан из последовательно соединенных фильтров, и если для первого в цепочке канала затухание может быть меньше одного децибела, то для последнего оно будет ближе к четырем (эти значения приведены для мультиплексора 1х16, на 16 длин волн).

Кроме этого замечу, что вполне возможно часть частотного ресурса выделить под КТВ, передавая по одному волокну до семи дуплексных потоков данных одновременно с аналоговым телевидением.

Система DWDM принципиально ничем не отличается от CWDM, но — как говорится — «дьявол кроется в деталях». Если шаг каналов в CWDM — 20нм, то для DWDM он гораздо уже и измеряется в гигагерцах (самый распространенный сейчас вариант — 100ГГц, или около 0.8нм; также возможен устаревающий вариант с полосой 200ГГЦ и постепенно распространяются более современные — 50 и 25ГГц).

Во-первых, они значительно дороже CWDM. Для их использования требуются лазеры со строгим допуском по длине волны и мультиплексоры очень высокой избирательности.

Во-вторых, используемые диапазоны лежат в рабочих зонах оптических усилителей EDFA. Это позволяет строить длинные линии с чисто-оптическим усилением без необходимости оптоэлектронного преобразования сигнала. Именно это свойство привело к тому, что многие при слове «DWDM» сразу представляют себе именно сложные системы монстров телеком-рынка, хотя подобное оборудование можно использовать и в более простых системах.

Мультиплексоры DWDM — это так же пассивные устройства, как и мультиплексоры CWDM. Для числа каналов до 16 они также устроены из отдельных фильтров, и это довольно простые устройства. Однако мультиплексоры для бОльшего числа каналов делаются по технологии Arrayed Wavelength Grating, крайне чувствительной к изменениям температуры.

Поэтому такие мультиплексоры выпускаются либо с электронной схемой термостабилизации (Thermal AWG), либо с применением специальных способов автокомпенсации, не требующих энергии (Athermal AWG). Это делает такие мультиплексоры более дорогими и нежными в эксплуатации.

Беспроводной оптический канал связи бокс — е1

Принцип действия и состав этой модели аналогичен БОКС-10МПД. Существенные отличия — большая рабочая и максимальная дистанции, соответствует спецификации СCITT G.703.

БОКС-Е1 предназначен для подключения аппаратуры со стандартными цифровыми интерфейсами к каналам E1 (или T1), реализованным по рекомендации G.703. Эти каналы используются в цифровых системах передачи (например в ИКМ-30, наиболее распространенной в российских телефонных сетях).

Беспроводной оптический канал связи бокс-10мпд

Принцип действия этой модели аналогичен БОКС-10М.

Отличия:

• большая рабочая дистанция
• разнесенный приемник и передатчик (независимые корпуса);
• полный дуплекс

Беспроводные оптические каналы связи

Для организации соединения отдельных ЛВС могут использоваться оптические линии, работающие в инфракрасном участке спектра. На отечественном рынке несколько компаний предлагают специальное оптическое оборудование.

Существуют решения по организации оптических каналов связи с использованием отечественного оборудования. Опыт применения БОКСов (беспроводных оптических каналов связи) показал их высокую надежность, возможность эксплуатации практически в любых погодных условиях.

Беспроводные оптические каналы связи обладают рядом преимуществ:

• сравнительно низкая стоимость оборудования;
• высокая надежность передачи информации. Тестирование работы БОКСов при организации беспроводного объединения ЛВС в Туле показало, что надежность и качество передачи данных такое же как и при обычной передаче по кабелю;
• Компактность и малый вес, что существенно облегчает как установку, так и демонтаж системы. Устройства могут легко крепиться к стенам зданий, столбам и т.д.;
• Простота эксплуатации (все что требуется — это периодически (не часто) протирать линзы);
• Минимальные сроки установки — быстрый ввод в эксплуатацию (2-3 часа);
• скорость передачи информации до 10 Мбит/с
• установка БОКСов не требует согласования в органах Госсвязьнадзора;
• повышенная устойчивость к помехам;
• работа в любых погодных условиях (снег, дождь и т.д.);
• инфракрасное излучение безвредно для человека.
• Возможность передачи большого количества данных;
• Высокая скорость соединения
• Нет необходимости занимать частоты;

Следует оговориться, что несмотря на малые сроки установки системы, нужен определенный навык. Поэтому лучше обратиться к специалистам, которые сумеют выполнить все требования, предъявляемые к монтажу, и будут нести ответственность за работу системы.

Спектр БОКСов достаточно широк и подходит для большого круга задач. В таблице приведен перечень устройств, предлагающихся на рынке России и их краткие характеристики.

В общем случае применение беспроводных оптических каналов связи целесообразно в следующих случаях:

• создания основного и/или резервного канала связи;
• объединения нескольких локальных вычислительных сетей;
• для решения проблемы «последней мили»;
• аварийной связи, когда необходимо быстрое развертывание;
• для связи типа «точка-точка» при максимальном удалении между «точками» до 1 км;
• создание магистральных каналов;
• для организации доступа к общим и ведомственным сетям передачи данных или для доступа в сеть Интернет.

Наиболее типично применение оптических каналов связи для создания беспроводных соединений между отдельными зданиями, разделенными преградами: дорогами, площадями, железнодорожной полосой, водной преградой, промышленной зоной и т.д.

Для кого может представлять интерес такие решения? Это могут быть предприятия:

• расположенные в нескольких отдельно стоящих зданиях на расстоянии до 1 км друг от друга;
• имеющие интенсивный трафик данных;
• имеющие несколько локальных вычислительных сетей и удаленных терминалов;
• предъявляющие повышенные требования к надежности функционирования всей сети;
• решающие задачу распределенной обработки информации в единой корпоративной сети.

Гибкость и масштабируемость современных оптических транспортных систем

Задачу достижения гибкости и масштабируемости оптического транспорта можно условно разделить на несколько направлений: модернизация физических компонентов системы и организация управляемости сети на программном уровне.

Перестраиваемые форматы модуляции. Суперканалы

Появление когерентных решений для DWDM-систем стало первым шагом в сторону повышения производительности. Каналы 100G обеспечили существенное увеличение спектральной эффективности. Однако развитие когерентных технологий на этом не остановилось и открыло новые направления развития.

Современные сверхбольшие интегральные схемы (СБИС), применяемые в блоках транспондеров, позволяют программным образом перестраивать формат модуляции для когерентных каналов, масштабируя скорость передачи данных. Такой функционал позволяет оптимизировать сеть, выбирая между дальностью и скоростью, для каждого оптического канала.

Как выбрать оптический кабель для подключения телевизора

При выборе нужно стремиться к тому, чтобы кабель обеспечивал максимальное качество передачи звука. При этом необходимо обратить внимание на следующее:

1. Приобретать нужно кабель такой длины, чтобы его можно было непосредственно использовать для подключения. Не рекомендуется заниматься подгонкой его длины самостоятельно.
2. Считается, что кабель не должен быть длиннее 10 м, в противном случае может ухудшиться качество передаваемого сигнала. Оптимальным иногда называют тот, который имеет длину 5 м. Существуют типы кабелей высокого качества, обеспечивающие передачи на десятки метров с сохранением характеристик звука.
3. Хотя тонкий кабель легче проложить даже в сложных местах, тем не менее обычно чем он толще, тем лучше работает и долговечней.
4. Любой оптический кабель состоит из волокон, у каждого из которых имеется своя оболочка. У наиболее дорогих разновидностей кабель может иметь дополнительную, которая сделана из нейлона.
5. Стоит обращать внимание на то, какой материал применяется для создания прозрачной внутренней части волокон. Наиболее востребованными являются стекло или кремнезём.

Каждый кабель характеризуется максимальной частотой пропускаемого им аудиосигнала.

Необходимо, чтобы она соответствовала характеристикам используемой аудио системы. Обычно речь идёт о частоте 9-11 МГц.

Как подключить колонки и аудио системы к телевизору через оптический выход

При выполнении подключения необходимо заранее подготовить оптоволоконный кабель необходимой длины. Считается достаточным, если она будет на 15 см превышать расстояние между телевизором и колонками.

При прокладке необходимо правильно расположить кабель. Нужно помнить, что у него не должно быть резких перегибов.

Необходимо найти на обратной стороне телевизионного приёмника соответствующий порт. Его точное название зависит от используемой модели телевизора. Чаще всего встречаются такие названия: «Optical Digital Audio Out», «Optical Audio», «SPDIF» или «Toslink».

Порт может быть закрыт крышкой. Чтобы её открыть, нужно со слабым усилием вставить кабель. При этом разъём откроется. После этого кабель продвигают ещё немного для того, чтобы он стал плотно.

Далее производят подключение к аудиосистеме. Для этого другой конец кабеля вставляют в подходящий для него разъём.

После этого производится включение акустической системы и телевизора. Если звук воспроизводится нормально, то это означает, что соединение произошло успешно. При его отсутствии нужно проверить, достаточная ли громкость звука на колонках и та, которая выбрана на телевизоре.

Кабель не должен быть скрученным или растянутым, так как это приведёт к снижению качества работы. При наличии механических повреждений он не может быть отремонтирован — придётся его заменить.

Нужно учитывать, что важным условием правильной работы кабеля является чистота в местах соединений. Здесь не должно быть даже пылинок.

Как подключить оптический кабель для телевизора и домашнего кинотеатра

Использование домашнего кинотеатра позволяет насладится высоким качеством изображения и звука. В нём вся необходимая аппаратура подключается к ресиверу, а он — к телевизору.

В состав домашнего кинотеатра входит следующее комплектующие:

1. Источник сигнала. Он может приходить с антенны, из интернета, с флешки с записанным фильмом или другим образом.
2. AV-ресивер или усилитель.
3. С помощью соединительных кабелей подключаются все элементы системы.
4. В качестве устройства для вывода изображения используется телевизор.
5. Качественная акустическая система, которая может иметь различную структуру.

Для подключения звука в домашнем кинотеатре соединяют оптический вход ресивера и аналогичный у телевизора. Аудио устройства к ресиверу подключают, используя те разъёмы, которые в них есть. Далее приведены примеры схем подключения:

1. Возможно одновременное использование коаксиального кабеля для подключения от этих устройств и оптоволоконного кабеля для связи приставки и телевизора.
2. Существует активный конвертер, который преобразует цифровой сигнал 5.1 в аудиосигнал 5.1. Он имеет два оптических входа и три выхода на аудио разъёмы «тюльпан».

Для качественного звучания лучше использовать оптоволоконное соединение. Если подключение будет некачественным, то это не позволит ощутить преимущества домашнего кинотеатра.

Какие виды digital audio out optical есть

Для передачи аудио используется стандарт S/PDIF. Он расшифровывается как «Sony / Philips Digital Interface Format». Для его реализации можно воспользоваться двумя видами кабелей:

1. Коаксиальный использует разъёмы RCA. Этот вариант постепенно уходит в прошлое, уступая оптоволоконному кабелю. Однако многие аудио устройства имеют такие разъёмы для подключения. Его можно использовать, но эта технология не поможет получить идеальный звук.

   

2. Волоконно-оптический называется TOSLINK. Он позволяет получить отличный звук, но при этом технология подключения остаётся несложной. Его использование становится всё более распространённым.

Сейчас с этим стандартом намного чаще применяют TOSLINK, поэтому его название и S/PDIF обычно используют как синонимы.

Оптические соединения могут быть мономодовыми или многомодовыми. В первом случае качество передачи сигнала будет выше, так как в многомодовом режиме лучи отражаются под разными углами и на больших расстояниях это может приводить к снижению качества передачи данных.

При этом одномодовый кабель отличается более высокой ценой.

Комбинация

На практике, наверное, этот способ самый распространенный. Он позволяет моделировать коммуникационную инфраструктуру в соответствии с решаемой задачей, целесообразностью, ценой и эффективностью. В умелом применении всех способов и технологий на практике состоит искусство системной интеграции.

Магистраль

Стандарт Ethernet (IEEE 802.3) определил, что между двумя узлами локальной сети может находиться не более 4 активных устройств: HUB-ов, репитеров. Однако это ограничение легко устраняется с помощью более интеллекутуальных устройств: коммутаторов, мостов, маршрутизаторов.

Наше оборудование (для локальных сетей) не относится к классу активных или пассивных устройств Ethernet, а является конвертером электрических сигналов в оптические. Поэтому при создании магистралей ограничение на 4 активных устройства не будет действовать, если в точке соединения двух отрезков магистрали для связи двух приемопередатчиков используется cross — over кабель. При соблюдении этого правила протяженность магистрали теоретически не ограничена.

Методы увеличения производительности dwdm-систем

Определим понятие «производительность системы связи» как произведение полной скорости передачи системы связи C на дальность передачи L. Под дальностью в магистральных системах подразумевается дальность передачи в многопролетной линии с промежуточными усилителями без регенерации сигнала.

Монтаж

Приемопередатчики могут устанавливаться на поверхности крыш или стен. БОКС монтируется на металлической опоре, которая обеспечивает возможность регулировки угла наклона по горизонтали и по вертикали. В обоих плоскостях угол наклона не превышает 45 градусов, что вполне достаточно для точной наводки 2-х труб друг относительно друга.

Подключение примепередатчика осуществляется через специальный блок доступа. В качестве соединительных кабелей обычно используют витую пару категории 5 (UTP). С одной стороны блок доступа соединяется с компьютером или с сетевым устройством, если идет соединение с ЛВС.

В качестве сетевого устройства используется либо маршрутизатор, либо коммутатор. Со стороны оптического канала блок доступа соединяется с приемо-передатчиком интерфейсным кабелем. В качестве интерфейсного кабеля используется обычная витая пара, снабженная специальными разъемами.

И блок доступа и блок питания приемопередатчика всегда устанавливаются внутри помещения и рядом с друг с другом. Оба крепятся на стене или в стойке, которая используется для оборудования ЛВС.

Для успешного монтажа необходимо выполнить ряд требований:

• здания должны находится в пределах прямой видимости. На всем пути луч не должен встречать непрозрачных препятствий.
• устройства должны располагаться на некотором возвышении над землей. Особенно это требование актуально для городских условий. Лучше, если никто не сможет задеть подобное устройство. Это может плохо кончиться как для пешехода, так и для БОКСа. Учитывая страсть наших граждан к свободно стоящей (висящей) аппаратуре, то будет лучше, если устройство будет находиться как можно выше над землей и в трудно доступном месте;
• при установке системы следует избегать ориентации приемопередатчиков в направлении восток-запад. Такое, на первый взгляд, специфическое требование объясняется достаточно просто: солнечные лучи могут на несколько минут перекрыть излучение и передача может прекратиться;
• на работу БОКСов может повлиять вибрация. Наличие рядом с устройством работающего генератора может привести к сдвигу трубы и разрыву соединения. Поэтому при выборе места крепления смотрите, чтобы вблизи не было моторов, компрессоров и т.д.

Мультиплексирование данных и кабельного телевидения

Раз уж я затронул тему КТВ, расскажу о нем ещё немного.

Для доставки сигнала кабельного телевидения от головной станции до многоквартирного дома сейчас тоже используется оптика. Для него используется либо длина волны 1310нм — здесь минимальная хроматическая дисперсия, то есть искажение сигнала; либо длина волны 1550нм — здесь минимальное удельное затухание и возможно применение чисто-оптического усиления с использованием EDFA.

Это обратимое устройство (то есть одно и то же устройсто используется как для мультиплексирования, так и для демультиплексирования потоков) с тремя выводами: под КТВ, одноволоконный трансивер и общий выход (см. схему). Таким образом можно строить сеть PON или Ethernet, используя для передачи данных длины волн 1310/1490, а для КТВ — 1550нм.

Оборудование бокс

Как видно из таблицы, рабочая дистанция зависит от конкретной модели. Все устройства обеспечивают непрерывное функционирование канала связи в условиях дождя, снега, тумана. Стоит заметить, что теоретическое (расчетное) расстояние превышает рабочее в 3 раза. Рассмотрим характеристики нескольких устройств.

БОКС-10М состоит из двух одинаковых приемопередатчиков (оптических труб), устанавливаемых на обеих сторонах канала связи.

Каждый блок состоит из приемопередающего модуля, козырька, интерфейсного кабеля (длиной 5 метров), системы наведения, кронштейна, блока питания и блока доступа.

Приемопередающий модуль — это передатчик остронаправленного оптического излучения инфракрасного диапазона, состоящий из инфракрасного полупроводникового светодиода и приемника — высокочувствительного светодиода. Светодиоды работают на длине волны 0,87 мкм. Характеристики устройства представлены в таблице:

Оптическая передача данных

Рассмотрим коротко процесс передачи данных с использованием оптического канала. Через устройство сопряжения сетевой трафик из кабеля (витая пара или волоконная оптика) доставляется к светодиоду, работающим в инфракрасном диапазоне спектра. Сигнал передается узко направленным световым лучом в принимающий фотодиод на другом конце сети. Полученный световой сигнал демодулируется и преобразуется в коммуникационный протокол.

Следует иметь в виду, что для организации дуплексных конфигураций необходим комплект оборудования, состоящий из 2-х приемников и 2–х передатчиков БОКС-10МПД.

Практическая реализация

На практике мы использовали мультиплексор (MUX) с 8 каналами, приемопередающие трансиверы SFP, и OADM модули. Используемые длины волн представлены в таблице.

Ниже представлена реализованная схема.

Практические ограничения в волоконно-оптической связи

В заключение я немного расскажу об ограничениях, с которыми приходится иметь дело при организации связи по оптике.

Как совершенно справедливо отметил товарищ saul, первое ограничение — это оптический бюджет.Дополню его некоторыми уточнениями.

Если мы говорим о двухволоконных линиях связи, расчет оптического бюджета достаточно сделать для одной длины волны — той, на которой будет вестись передача.

Как только у нас появляется волновое уплотнение (особенно в случае одноволоконных трансиверов или систем CWDM) — сразу надо вспомнить про неравномерность удельного затухания волокна на разных длинах волн и про затухание, вносимое мультиплексорами.

Если мы строим систему с промежуточными ответвлениями на OADM — не забываем посчитать затухание на OADM. Кстати, оно отличается для сквозного канала и выводимых длин волн.

Не забываем оставить несколько децибел эксплуатационного запаса.

Второе, с чем приходится иметь дело — это хроматическая дисперсия. Актуальной она по-настоящему становится для 10Гбит/с линий, и вообще говоря, о ней в первую очередь думает производитель оборудования. Кстати, именно дисперсия придает физический смысл упоминанию километров в маркетинговых названиях трансиверов.

Для простых систем без усилителей расчет линии в основном сводится к расчету оптического бюджета, а тема расчета линии с усилителями вполне достойна отдельной статьи.

Вот, вкратце, инженерные основы технологий уплотнения в оптических линиях. Надеюсь, эта информация будет полезна читателям; на возникшие вопросы я с радостью отвечу.

Преимущества беспроводных сетей передачи данных:

• возможная альтернатива использования арендованных линий;
• экономичность. Например, для организации временных сетей при частых структурных перестройках в организации, связанных с изменением конфигурации кабельной сети;
• объединение в сеть компьютеров там, где прокладка кабеля часто невозможна технически.

Если еще несколько лет назад первые беспроводные сетевые устройства только начинали появляться на рынке, то сейчас решения на базе беспроводного доступа предлагают все крупные системные интеграторы. Стоит оговориться, что речь идет о радиодоступе.

Большинство беспроводных устройств поддерживают конфигурацию Ethernet. С физической точки зрения, при организации беспроводной сети используются или схема точка — точка (point-to-point) или сети работают в режиме многоточечного доступа (point-to-multipoint).

Причины возникновения ошибок в системах dwdm при приеме оптического сигнала

Прежде чем рассматривать методы увеличения производительности DWDMсистемы и модернизации оптических транспортных сетей в целом, рассмотрим несколько причин возникновения ошибок на приеме. Шумы приемника (или систематические ошибки при его перегрузке) возникают при неоптимальном уровне оптической мощности на входе транспондера.

Хроматическая дисперсия, уширяя оптические импульсы, уменьшает экстинкцию и затрудняет их прием. Шумы усиленного спонтанного излучения ASE (Amplified Spontaneous Emission) накапливаются при прохождении групповым сигналом цепочки оптических усилителей.

В линиях, не содержащих оптических усилителей, как правило, основными причинами ошибок являются дисперсия, шумы и перегрузка на приеме. Внедрение оптических усилителей сводит указанные проблемы из фундаментальных в инженерные: перед подачей сигнала на приемник его усиливают до оптимального уровня (вдали от границ чувствительности и перегрузки).

Платой за преодоление первых двух причин возникновения ошибок является внесение шума ASE и нелинейных искажений. Последнее обусловлено иным характером работы линии. Теперь в пределах регенерационной секции существуют несколько (иногда – несколько десятков) усилительных секций, причем в начале каждой из них, где интенсивность оптического сигнала достаточно велика, сигнал подвергается действию нелинейных эффектов.

Обусловленное экономическими причинами желание более эффективно использовать спектр усилителя и минимизировать число усилителей в линии приводит к появлению спектра плотно расположенных каналов большой мощности, что и приводит к развитию внутриканальных и межканальных нелинейных эффектов.

Транспондеры и мукспондеры, проектируемые для работы в сетях, не содержащих оптических усилителей (как правило, CWDM), оптимизируют, улучшая чувствительность и устойчивость к дисперсии. Для DWDMрешений это неактуально – там требуется каналообразующее оборудование, устойчивое к влиянию шума ASE и нелинейным искажениям сигнала.

Для CWDM-оборудования так определяется чувствительность приемника (минимально допустимое значение мощности на оптическом приемнике, при котором неискаженный оптический сигнал принимается с величиной ошибок не выше некоего заданного значения) и штрафы по дисперсии.

Для DWDM-оборудования основной характеристикой является устойчивость к влиянию шума ASE. Величина шума ASE описывается параметром OSNR (Optical Signal-to-Noise Ratio), а каждый DWDM-транспондер/мукспондер – значением требуемого. Требуемый OSNR – есть минимально допустимое значение OSNR, при котором еще возможен прием сигнала в пределах требуемого заказчиком BER.

Проблемы

При внедрении CWDM мы столкнулись с некоторыми проблемами. На каждом узле связи оптические кроссы оконечены SC разъемами. У SFP-модулей разъемы LC. При заказе OADM модулей, была сделана ошибка, OADM модули были заказаны с LC разъемами. При внедрении CWDM приходилось использовать кучу патчкордов, LC и SC розеток, которые давали неслабые затухания в оптическую линию связи, в следствии чего, SFP-модули на отдаленных узлах отказывались работать.

Прокладка кабеля часто влечет за собой значительные затруднения:

• невозможность получить разрешение на прокладку кабеля, особенно в городских условиях;
• нет возможности получить в аренду телефонные линии от оператора, либо плохое качество связи по арендованным линиям;
• большие затраты средств и времени на прокладку новых коммуникаций, а также из-за высокой арендной платы за использование уже существующих коммуникаций;
• использование старых коммуникаций, которые из–за своей высокой загруженности уже не могут справиться с новым дополнительным трафиком.

Из всего вышесказанного следует, что в ряде случаев использование беспроводных соединений может быть экономически выгодным.

Простейшие системы уплотнения — двунаправленная передача по одному волокну

Первоначально дуплексная волоконно-оптическая линия связи требовала для работы два волокна: по одному волокну шла передача информации в одну сторону, по другому волокну — в другую. Это удобно своей очевидностью, но довольно расточительно по отношению к использованию ресурса проложенного кабеля.

Поэтому, как только стала позволять технология, стали появляться решения для передачи информации в обе стороны по одному волокну. Названия подобных решений — «одноволоконные трансиверы», «WDM», «bi-directional».

В самых распространенных вариантах используются длины волн 1310 и 1550нм, соответственно из O- и C-диапазона. «В дикой природе» трансиверы на эти длины волн встречаются для линий до 60км. Более «дальнобойные» варианты делаются на другие комбинации — 1490/1550, 1510/1570 и тому подобные варианты с использованием окон прозрачности с мЕньшим удельным затуханием, чем в O-диапазоне.

Кроме вышеперечисленных пар длин волн, возможно встретить комбинацию 1310/1490нм — она используется, если одновременно с данными по этому же волокну передается сигнал кабельного телевидения на длине волны 1550нм; или 1270/1330нм — она используется для передачи 10Гбит/с потоков.

Решение проблем

Если пользователь хочет провести подключение аудиосистемы к телевизору с помощью оптического кабеля, то он должен иметь соответствующие разъёмы для этого. Они присутствуют не всегда.

Одним из примеров возможных сложностей является аппаратура для домашнего кинотеатра, которую собирали в течение многих лет. Здесь могут использоваться самые разные разъёмы, а не обязательно электрический.

В таких случаях иногда можно воспользоваться конвертером. Он представляет собой устройство, в котором имеются входы и выходы. Их может быть по одному или большее количество.

Использование соответствующего типа конвертеров позволяет воспользоваться преимуществами применения оптоволоконного кабеля.

Как подключить колонки к телевизору через оптический выход аудио Оptical Digital Audio:

Иногда при подключении не чувствуется высокое качество звука, хотя на первый взгляд всё сделано нормально.

Одной из возможных причин может быть попадание пыли в местах подключения. Даже одна пылинка способна существенно снизить качество передачи данных. Для того, чтобы исправить ситуацию, достаточно просто очистить разъём, сдув то, что мешает эффективной работе.

Технологии и устройства, используемые при построении беспроводных сетей:

• сотовая связь с коммутацией каналов;
• пакетная радиосвязь;
• использование космических спутников (спутниковая связь);
• использование беспроводных мостов для соединения ЛВС;
• с использованием радиоинтерфейса;
• пейджинговая радиосвязь;
• с использованием лазерного оборудования;
• с использованием оптического оборудования и т.д.

Точка-точка

Длина соединения «точка-точка» варьируется в зависимости от конкретной модели оборудования. При создании такого соединения следует всегда выбирать трассу таким образом, чтобы исключить появление в будущем непреодолимых препятствий, например рост деревьев.

Заключение

Так что же выбрать? Возможно, на этот вопрос поможет ответить таблица, приведенная ниже.

Практический опыт петербургской компании «Компьютерные системы Акрополис», которая в рамках долгосрочного проекта с ОАО «Пивоваренная компания Тульское пиво» применила БОКСы для объединения в единую корпоративную сеть вычислительных средств завода показал, что:

• оборудование стабильно работает в условиях прямой видимости соединяемых объектов на расстояниях до 500м (модель БОКС-10М) и до 1000 м (модель БОКС-10МПД);
• при этом обеспечивается надежная связь практически при любых погодных условиях;
• достигаемое качество связи аналогично использованию обычного медного или оптоволоконного кабеля;
• канал позволяет обмениваться данными на скоростях 10 Мб/с (комплект 10М), или 20 Мб/c (для 10МПД);
• решение по установке ИК — оборудования позволило снизить общую стоимость проекта (включая стоимость оборудования и проделанных работ) на 60–70%.